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배터리 소재분야

혁신적인 소재기술로 에너지 저장분야를 선도하는 세계적인 연구소

배터리 소재분야

양극재

리튬이차전지에서 양극재는 리튬의 공급원으로써, 전지가 충전/방전 시 양극재의 결정격자로부터 리튬을 방출/흡수하여, 전지 내에 전기에너지를 저장/방출 가능하게 해 주는 주원료입니다. 좋은 양극재란 전기화학적인 반응이 우수하면서도 내열성, 내구성 등의 다양한 특성을 지닐 뿐 만 아니라 환경에 대한 오염이 없는 재료입니다. 리튬이차전지의 양극재는 리튬과 전이금속산화물로 구성된 복합산화물의 세라믹 분말입니다. 따라서 기존의 Ni-MH나 Ni-Cd 전지 등에서 사용하는 중금속에 해당되는 원소가 없는 친환경 재료로서 그 응용범위가 기하급수적으로 늘어나고 있습니다. 배터리연구소에서는 Ni, Mn, Co로 구성된 소재를 개발하여 세계 최초로 휴대용 전화기, 노트북 등의 리튬이차전지에 적용하였고, 현재 고성능 자동차용 전지를 위한 고용량/고출력 소재를 개발하고 있습니다.

입자의 배향이 다른 양극재의 단면
음극재

음극재(Anode Materials)는 리튬이차전지에 사용되는 핵심소재 중 하나로, 리튬이온과 전자를 전지 충전시 저장하였다가 방전시 내어주는 역할을 합니다. 분말형태인 음극재는 Binder와 혼합하여 금속 박막에 얇게 도포하여 전지에 사용됩니다. 현재까지 음극재로는 흑연(Graphite)을 비롯한 탄소가 주로 사용되고 있습니다. 배터리연구소에서는 휴대폰, 노트북컴퓨터 등 휴대형 전자기기와 HEV, EV 등의 전기 자동차에 적용되는 전지를 개발하기 위해, 기존 탄소계 음극 소재뿐 아니라 고용량/고기능성 차세대 음극재를 개발하고 있습니다.

구형의 흑연계 음극재
차세대 Si계 음극재
안전성 강화 분리막

LG화학이 개발한 "안전성 강화 분리막"은 나노 구조 및 물질로 구성된 새로운 개념의 세계 최초의 분리막으로서, 기존 폴리올레핀 계열 분리막에 비해 현저히 열적 특성 및 표면 강도는 물론, 기타 내외부적인 충격에 대한 안정성이 탁월하여, 전지의 내부 단락 문제 해결에 크게 기여할 수 있습니다. 이를 통해, 그 동안 리튬 이차 전지의 안정성 우려로 인해 접근하지 못했던 고용량 전지 및 차량용 중대형 전지 등을 포함한 다양한 신규 전지 개발에 크게 기여하고 있으며 많은 고객들로부터 호평 받고 있습니다.

릴(reel)에 감겨져 있는 다양한 폭의 분리막들
전해액

전해액이란 전극 사이의 전하가 원활하게 이동할 수 있도록 도와주는 역할을 합니다. 전해액 자체의 화학적, 물리적, 전기화학적 특성 및 전해액/전극 계면 현상에 대한 깊은 이해를 바탕으로, 고기능성 전해액 및 첨가제 설계 및 개발을 미션으로 하고 있습니다. 주요 성과로는 장수명 전지용 전해액, 고안전성 전지용 전해액, 고출력 전지용 전해액 그리고 고전압 전지용 전해액 개발 등이 있습니다. 아울러, 다양한 화학적/전기화학적 분석을 통하여 전지의 고장 및 열화 정도를 진단하고 미래 성능을 예측할 수 있는 분석방법을 개발하고 있습니다.

전해액의 화학 구조 모델
전공분야
전공분야
화학 유기화학, 무기화학, 유기합성, 전기화학
화학공학 고분자공학, 반응공학
재료과학 무기재료, 고분자재료
기계/전기공학 기계공학, 기계설계/최적화, 전자/전기공학
컴퓨터공학 소프트웨어 프로그래밍
물리학 고체물리